流体力学在轧钢领域中的应用与分析

1、流体力学在轧钢领域中的流体力学在轧钢领域中的应用与分析应用与分析姓姓 名：张天宇名：张天宇-100101010025 -100101010025 王平阳王平阳- 100101010029 - 100101010029 张迪嘉张迪嘉- 100101010031 - 100101010031 王利双王利双- 100101010032 - 100101010032 卢卢 彪彪- 100101010053 - 100101010053 专业班级：专业班级： 机电控制工程机电控制工程1 1班班 指导教师：指导教师： 高殿荣高殿荣 指导教师单位：指导教师单位： 机械工程学院机械工程学院 目 录流体力学在钢

2、板冷却中的应用往复式轧钢机清洗机的研制液压系统在轧机中的应用研究流体力学在轧钢生产除鳞技术中的应用液压系统在加热炉步进梁中的应用流体力学在钢板冷却中的应用 热轧带钢卷取温度控制系统:常采用 U 型管层流方式，层流态的水从一定高度降落到钢板表面上会平稳地向四周流去，从而扩大了冷却水同板材的有效接触，大大提高了冷却效率。 层流冷却的特点是冷却设备的流量范围基本上是一定的。采用层状水流对热轧钢板或带钢进行的轧后在线控制冷却工艺。将数个层流集管安装在精轧机输出辊道的上方,组成一条冷却带，钢板(带)热轧后通过冷却带进行加速冷却。热连轧机组层流冷却装置卷取机w 通过分析研究，计算层流冷却水量调节与带钢温降

3、是建立带钢冷却系统控制模型的关键环节。w 在精轧机后的输出辊道的上下布置喷水管，把由高位水箱供给的压力平稳的冷却水直接喷向轧件上下表面。根据用户对产品组织与性能的要求和材料组织演变特点，确定冷却策略，利用数学模型来计算冷却集管的开关阀门组态，实现加速冷却。在卷取机之前设有测温仪，根据实测温度与目标卷取温度的差值进行反馈控制，以提高卷取温度精度。原始数据输入计算带钢终轧温度目标卷取温度设定带钢冷却所需的空冷段长度水冷段的长度实测调节冷却集管的开闭数量水量，控制冷却温度精度由于没有充分重视加速冷却的作用和设备条件等方面的原因，中国的中厚板轧机曾被讥讽为世界上最干旱的轧机。近年来情况有了很大的变化，

4、随着各大中厚板厂建起了加速冷却系统，使我国中厚板轧机生产高质量产品的能力有了大幅度提高。与热轧带钢不同，中厚板的加速冷却系统除了有冷却水阀门的开关控制外，还有流量调节和辊试速度调节，以满足对终冷温度精度的要求。w新近开发成功的超快速冷却系统，满足了生产新钢种对控冷的要求。w 其要点是：用带有压力的密布水流，喷射向冷却区域，使其能够大面积地打破钢板与表面残水之间的汽膜，保证有更多的新水与钢板表面直接接触，提高换热效率，实现短时间内大幅度降温。流体力学在轧钢生产除鳞技术中的应用 高压水除鳞技术现已广泛应用于热轧产品生产中，该技术是流体力学原理在钢铁企业轧制生产线应用的结果。鳞片：轧涮过程中钢板表面

5、的氧化铁皮。除鳞：基于流体力学原理的高压水除鳞技术是以球为“工具”，将轧涮过程中钢板表面的氧化铁皮与钢板机体剥离，从而保证钢板产品的质量和性能。作用：破裂作用、冷却作用、蒸发作用和冲洗作用。w (1)利用高压水所具有的动能破坏氧化铁皮；w (2)高压水喷射灼热的钢板表面引起的急骤淬火，使氧化铁皮与金属机体分离；w (3)金属机体与氧化铁皮之间的水滴产生的爆炸性蒸发使氧化铁皮剥离；w (4)带有一定角度的高压水流将已脱离机体的氧比铁皮冲掉。w 在确保安全操作的前提下，确保喷嘴的重要参数，是设计、制造喷嘴的关键环节 喷嘴的主要参数如下：w (1)喷射水流的分布；w (2)喷射压力在钢板表面上的分布

6、；w (3)在宽度方向上的喷射角w (4)在厚度方向上的喷射角；w (5)喷射水的流量。现在，计算机测量技术已广泛应用于高压水除鳞技术中的喷嘴设计和精密控制领域，这一技术的应用保证了喷嘴的上进参数能够控制在严格的公差范围内。 上式中每项的单位为J/kg或N.m/kg，即单位质量的能量。所以，p/p表示单位质量的压力能，v，/2表示单位质量的动能，92表示单位质量的位置势能，gh;表示运动中由摩擦阻力引起的单位质量的机械能变成热能而散逸的能量。式中系数a(动能修正系数)表示总流流过断面的实际动能与以平均速度计算的动能的比值。它的值总是大于1，并与断面上的流速分布有关。流速分布越不均匀，a值越大;

7、流速分布较均匀时，则a值等于1。液压系统在轧机中的应用研究21(1)惯性小、反应快、截止频率高,系统对外来干扰跟随性好,调节精度高;(2)由于系统响应快,因此对轧辊偏心引起的辊缝发生高频周期变化的干扰能进行有效清除;(3)可实现轧机刚度系数调节,可依据不同的轧制条件选择不同的刚度系数,获得更高的成品质量。往复式轧钢机清洗机的研制液压系统在加热炉步进梁中的应用w 它采用步进梁机构使钢坯在加热炉内做矩形运动来移送钢坯,从而使钢坯在炉内均匀加热。步进梁采用液压传动,其液压系统可以分为动力系统、控制系统两大部分。w 为了实现步进梁上升、前进、下降、后退的矩形运动轨迹以及调节步进梁的运动速度,原系统液压传动部分采用了3台油压平衡型双联定量泵供油